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NIMOは,自動材料探索を実現するために,人が介入することなくロボット実験と人工知能のクローズドループを実現するためのPythonライブラリです.
NIMS-OS(NIMS Orchestration System)として開発を始め(https://github.com/nimsos-dev/nimsos),オープンソースソフトウェアとして広めるため,愛称としてNIMOを採用することにしました.
NIMOでは,人工知能,ロボット実験をそれぞれモジュールと捉えることで,様々な組み合わせで自動材料探索を実施することができます.
材料科学用人工知能として,ベイズ最適化手法(PHYSBO),無目的探索手法(BLOX),相図作成効率化手法(PDC)および,ランダム実験が使用できます.
ロボット実験として,NIMS電気化学自動実験ロボット(NAREE)が標準では使用できます. 結果の可視化ツールも同包することで,リアルタイムで最適化結果の確認が可能です.
独自に開発した人工知能,ロボット実験操作用モジュールを追加し利用することもできます.
今後モジュールは増やしていく予定です.
オンラインマニュアル:https://nims-da.github.io/nimo/ja/index.html GitHub:https://github.com/NIMS-DA/nimo |
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AIPHAD(Artificial intelligence techniques for PHAse diagram)プロジェクトでは,人工知能・機械学習を利用することで,実験回数をできるだけ少なくし,
詳細な相図・状態図を描くために,「次の実験点」を適切に提案する手法を開発しました.
1~4成分系の相図・状態図を描くためのウェブアプリケーション,成分数に依存しないPython版コードを公開しています.
アプリケーションHP:https://aiphad.org/ オンラインマニュアル:https://nims-da.github.io/aiphad/docs/en/index.html GitHub:https://github.com/NIMS-DA/aiphad |
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PHYSBO(optimization tool for PHYSics based on Bayesian Optimization)は,高速でスケーラブルなベイズ最適化 (Bayesian optimization) のためのPythonライブラリです.
ベイズ最適化は,複雑なシミュレーションや,実世界における実験タスクなど,目的関数値(特性値など)の評価に大きなコストがかかるような場合に利用できる手法です.
つまり,「できるだけ少ない実験・シミュレーション回数でより良い目的関数値(材料特性など)を持つパラメータ(材料の組成、構造、プロセスやシミュレーションパラメータなど)を見つけ出す」ことが,
ベイズ最適化によって解かれる問題です.
ベイズ最適化では,探索するパラメータの候補をあらかじめリストアップし,候補の中から目的関数値が最大と考えられる候補を機械学習(ガウス過程回帰を利用)による予測をうまく利用することで選定します.
その候補に対して実験・シミュレーションを行い目的関数値を評価します.
機械学習による選定・実験シミュレーションによる評価を繰り返すことにより,少ない回数での最適化が可能となります.
本ライブラリは,東京大学物性研究所 ソフトウェア高度化プロジェクト (2020 年度) の支援を受け開発されました. アプリケーションHP:https://www.pasums.issp.u-tokyo.ac.jp/physbo/ オンラインマニュアル:https://issp-center-dev.github.io/PHYSBO/manual/master/ja/index.html GitHub:https://github.com/issp-center-dev/PHYSBO |
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ベイズ最適化(COMBO.exe)と相図作成効率化手法(PDC.exe)が,WindowsコンピュータにおいてPython等の設定なしに実行できるようにしたものです.
それぞれ,ベイズ最適化パッケージCOMBOおよび,相図作成効率化手法PDCを,機能を最小限に抑えて実行ファイルとして作成したものです.
CSVファイルを書き換えることで,どのような問題でも実行することができます.
改変はできないということを理解した上でダウンロードして使ってください.
ダウンロードページ:https://www.tsudalab.org/project/mitools/ 使用方法説明動画:https://www.youtube.com/watch?v=bM1Alcl7N9o GitHub (COMBO):https://github.com/tsudalab/combo GitHub (PDC):https://github.com/tsudalab/PDC |